水泥混凝土路面碎石化改造技术探讨

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    一、碎石化改造技术简介

　　碎石化技术起源于美国,至今已在美国大多数州得到大规模应用,并成为美国沥青路面协会和很多州规范推荐的标准改造方法。自2002年5月以来,碎石化技术在国内也得了大量应用,先后在205国道临沂段、京沪高速泰化段、104国道温州段、206国道揭阳段等公路工程改造中取到了良好的应用效果,特别是“白加黑”路面改造,在山东、湖南、四川、云南、广东等省均得到广泛应用,截止2008年,国内已有400余公里各种等级道路应用碎石化技术进行了改造,通过对检测数据的分析和实际使用状况的调查,所有改造路段均未出现反射裂缝,路面结构安全稳定,使用状况良好。

　　所谓碎石化技术,就是利用特殊的施工机械(如多锤头水泥混凝土路面破碎机),将原有的旧水泥混凝土路面彻底打碎,从而有效地减少混凝土板的有效尺寸,充分降低水泥混凝土板接缝、裂缝处在荷载、温度、湿度变化时的位移,因此可以有效地防止反射裂缝的发生。将打碎的水泥混凝土面板经压实后直接作为基层或底层基层,再加铺新的面层。破碎后的水泥路面粒径自上而下逐渐增大,(约7.5-30cm),上部小颗粒经压实后形成平整表面易于摊铺,中下部颗粒之间形成铰合嵌挤结构,碎石化层的模量大约是普通级配碎石基层的三倍,形成了坚实的粒料基层。碎石化技术能有效防止“白改黑”后的反射裂缝,延长路面的使用寿命。

　　主要工艺流程:选择试验路段破碎→试坑检查→确定破碎施工工艺→破碎施工→Z型压路机压实→撒布乳化沥青透层油→做水稳层(需要时)→沥青路面施工。

　　二、碎石化改造技术的几大优点

　　1、碎石化技术是目前解决路面改造后出现反射裂缝问题的最有效方法

　　2、破碎后并经压实的混凝土路面,形成内部嵌挤、紧密结合、高密度的材料层,从而为沥青罩面提供更高结构强度的基层或底基层。

　　3、施工简便,改造周期短,综合造价低。

　　4、就地再生,环保无污染,可将破碎后的路面直接做为基层或底基层,再加铺新的面层,是旧水泥混凝土路面翻新改造的最理想方法。

　　5、碎石化技术最大的优点是不必把破损的水泥面板打碎运走,节约了路基材料及运输成本,加快了施工进度,大大降低了工程费用。同时也解决了丢弃水泥碎块垃圾的环保问题。

　　三、施工方案编制依据及范围

　　1、编制依据

　　(1)所需改造路段水泥混凝土路面破坏现状。

　　(2)有关水泥混凝土路面碎石化的技术资料。

　　(3)交通部现行的规范及标准。

　　(4)国内水泥混凝土路面碎石化项目的实施经验总结。

　　2、编制范围

　　所需进行的水泥混凝土路面破碎改造施工项目。

　　四、碎石化技术采用的设备

　　1、多锤头水泥混凝土路面破碎机

　　碎石化技术最主要最有效的设备是多锤头破碎机,如型号PS360、MHB(Multiple-Head Breaker)多锤头破碎机等,其后部平均配备两排成对锤头,这样在设备全宽范围内可以连续破碎,锤头的提升高度在油缸形成范围内可独立调节,并具备一次破碎1.9或2.3或4米宽车道的能力。

　　2、专用振动压路机

　　YZ18A(Z型轮)振动压路机是用于水泥混凝土路面破碎配套施工的专用机械,携带专门加工的钢箍通过螺栓固定在振动钢轮表面。它用于破碎水泥混凝土路面后的表层补充破碎并压实其表面。施工中采用振动压实作业,使破碎后的水泥混凝土块形成内部嵌挤、高密度、高强度结构的新基层或底基层,并为沥青罩面摊铺施工提供较为平坦的工作面。

　　五、碎石化前的准备工作

　　1、清除存在的沥青面层

　　在碎石化施工前,应清除水泥混凝土路面上的沥青修复材料,因为这些材料的存在会影响到破碎的效果。

　　2、标记构造物的准确位置

　　结合设计图纸及业主单位提供的有关隐藏构造物,如:暗涵,地下管线等情况进行现场勘察并设置标记,以确定破碎是否会对这些构造物造成损坏。通常,构造物埋深在1米以下的不会由于破碎而带来损坏,不满足以上条件的可以降低锤头高度对水泥混凝土路面进行破碎,或采用监理人员认为可行的其他方案。

　　3、与桥梁连接段的路面

　　与桥梁连接段应标明破碎的位置,根据实际情况,可以破碎到桥头搭板的后端,或根据路面设计线的高程破碎到监理指定位置。未破碎的路面应铣刨到可以摊铺同样厚度沥青罩面的程度。

　　4、修复软弱基层和底基层

　　5、排水系统检修

　　6、进行交通管制

　　由于破碎后的路面在没有摊铺完沥青面层之前不允许开放交通,所以对交通管制的要求比较严格,建议在条件允许时一次性封闭施工路段,若条件不允许,应至少实行半封闭施工。

　　7、其他要求

　　任何与施工期间维持交通有关的路面加宽或路肩修复,也应在施工之前修复到混凝土路面的高程。

　　六、破碎试验路段

　　在对水泥混凝土路面展开施工之前,应首先进行实验路段破碎并经监理人员认可。实验路段应在工程项目范围内确定的位置,尺寸为车道全宽,长度为100-200米。并详细记录不同的破碎情况相对应水泥路面破碎机械的数据调整,如锤头高度和地面行驶速度等。

　　为确保路面被破碎成达到要求的粒径,可根据监理人员的指令,开挖试坑。试坑不能选择在有横向接缝或工作缝的位置,路面破碎粒径应在全深度内检测,试坑应用密级配碎料回填并压实至要求。符合要求的破碎数据应记录备查。

　　试验路段确定的破碎程序将用于本工程。在施工过程中应不断检查破碎作业情况,并根据需要对设备进行细微调整,以确保达到施工质量要求。

　　七、碎石化施工控制与要求

　　1、路面破碎要求

　　碎石化要把75%以上的水泥混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超过7.5cm,中间不超过22.5cm,底部不超过37.5cm的粒径。

　　2、清除原有填缝料

　　在摊铺沥青面层前,应对所有松散的填缝料、涨缝材料或其他类似物进行清除。

　　3、凹处回填

　　破碎时最好是从混凝土路面的高处向低处破碎,以避免摊铺沥青面层后影响排水。

　　4、与相邻车道的连接

　　破碎一个车道的过程中实际破碎宽度应超过一个车道,与相邻车道搭接一部分,宽度至少是15cm。

　　5、破碎后混凝土路面的养护

　　除了必须开放的横穿交通外,破碎后混凝土路面的任何路段均不得开放交通(包括不必要的施工运输)。

　　6、撒布乳化沥青透层油

　　为使表面较松散的粒料有一定的结合力,建议在破碎压实后的表面撒布乳化沥青透层油,按2.5-3.5kg/平方米用量撒布50%慢裂乳化沥青。

　　7、摊铺前混凝土路面的搅动

　　施工车辆的通行次数和载重量应降低到最小程度。如果破碎后的混凝土路面表面已被运料车辆部分或全部破坏,应进行再次压实。

　　8、面层施工

　　碎石化面层罩面厚度要(下转117页)(上接116页)求最小为15cm,且最好为密级配结构。

　　9、开放交通

　　应在半幅施工全部结束后开放交通。

　　八、施工进度及工期安排

　　旧水泥混凝土路面碎石化改造工程,施工的工期主要取决于天气情况及各方的配合,在不受外界条件干扰的情况下,每台设备每天的工作量约为3000-3500平方米。为确保工期,设备的完好率是决定因素,必须置备足够的配件,专业的维修技术人员,随时对设备进行维修保养,确保按要求完成每日的工作量从而确保总工期。

　　结束语

　　现代社会是一个资源消耗巨大的时代,产生了由于社会进步和大范围的建设开发所需要的大量资源和全球的资源短缺的矛盾。于是在全球范围内提出了建立节约型社会的观点,在我国这样一个人口众多、资源相对短缺的国家,可持续发展、环境保护、建立节约型社会显得尤为重要。水泥混凝土路面碎石化技术完全符合现代社会发展的需要,必须得到更加广泛的应用。